27. Трудности проектирования.

Глав­ная трудность заключается в том, что проектировщик должен на основании современных данных прогнозировать не­которое будущее состояние, которое возникнет только в том случае, если его прогнозы верны. Предположения о

конечном результате проектирования приходится делать еще до того, как ис­следованы средства для его достиже­ния. Проектировщик вынужден просле­живать события в обратном порядке, от следствий к причинам, от ожидае­мого влияния данной разработки на мир — к началу той цепочки событий, в результате которой и возникнет это влияние. Часто случается, что в ходе та­кого прослеживания на одной из про­межуточных ступеней обнаруживаются непредвиденные трудности или откры­ваются новые, более благоприятные воз­можности. При этом характер исход­ной проблемы может коренным образом измениться, и разработчик будет от­брошен на исходную клетку игрового поля. Это как если бы посреди партии в шахматы вдруг появилась возможность или необходимость перейти к игре в домино. Именно эта нестабиль­ность самой задачи и придает процес­су проектирования гораздо более слож­ный и интересный характер, чем обыч­но думают те, кто никогда им не зани­мался.

Бригада проектировщиков должна до­биться, чтобы каждый из многочис­ленных и разнообразных показателей, интересующих заказчика, обладал двумя свойствами:

а) не выходил за пределы возможностей поставщиков, изготовителей, системы сбыта и т.д. ни на одном из этапов су­ществования изделия;

б) был увязан с тем, что ему предшест­вует, и с тем, что за ним следует.

Тесные связи между далеко отстоя­щими друг от друга этапами существо­вания изделия заставляют разработчика широко прибегать к прослеживанию за­висимостей между следствиями и их отдаленными причинами. Чтобы избежать неувязок между отдельными этапами, проектировщик, используя свой главный козырь — воображение, — заменяет свои исходные цели другими целями, которые легче увязываются друг с другом, оста­ваясь столь же приемлемыми с точки зрения поставленной задачи. Такая силь­ная зависимость целей проектирования от конкретных частных решений очень затрудняет, если не вовсе делает невоз­можным, решение задач проектирования чисто логическими способами; однако она не препятствует человеческому моз­гу с его колоссальной адаптивностью справиться с такими проблемами. Цель этой книги - исследовать первые опыты, в которых к пониманию и преодолению трудностей проектирования удается привлечь не один человеческий ум, а несколько умов.

28. Эволюция кустарных промыслов.

В кустар­ных промыслах иногда создаются кра­сивые и сложные изделия, которые можно принять за плод деятельности художника-конструктора высшей квали­фикации.

Интересно также, что кустарные из­делия напоминают формы органической жизни - формы растений и животных, явившиеся результатом эволюции приро­ды. Когда мы сегодня видим, как кра­сиво организованы сложные формы де­ревенской телеги, гребного судна, скрип­ки, топора, нам непонятно, каким обра­зом удалось этого добиться без участия конструкторов со специальным образо­ванием, без специалистов по админи­стративному управлению, сбыту, тех­нологии и многих других профессио­налов, без которых немыслима сов­ременная промышленность.

Не менее удивительно и то, что негра­мотный кустарь, вооруженный элемен­тарными инструментами, управляет про­цессом эволюции и создает сложную фор­му изделий, не имея в своем распоря­жении чего-либо подобного "генетичес­кой информации". Однако, как мы сей­час увидим, за кажущейся простотой примитивного ремесленного производ­ства кроется тонкая и надежная система передачи информации, быть может, более эффективная, чем в чертежном спосо­бе проектирования, и во многом сходная с новыми методами проектирования, рассматриваемыми в этой книге.

Среди старых кустарей и ремеслен­ников редко встречались такие, кото­рые, помимо обладания профессиональ­ным мастерством, были еще и грамотны (мы не говорим здесь о представителях художественных промыслов), поэтому огромную ценность представляет свиде­тельство одного из них — книга Джорджа Стэрта "Колесная мастерская" . В этой книге дан очерк тележного производства XIX в. Достаточно нес­кольких цитат, чтобы понять те скры­тые причины и процессы, которые уп­равляют действиями кустаря. Начнем с описания точной подгонки форм к ус­ловиям эксплуатации: "... мы удивитель­но точно знали особые нужды наших со­седей. Изготовляя телегу или тачку, во­довозку или плуг, или что-нибудь еще, мы выбирали такие размеры, такие фор­мы кривых (а почти каждая деревянная деталь была изогнутой), чтобы они соот­ветствовали особенностям почвы на той или иной ферме, крутизне того или иного холма, темпераменту того или иного клиента и даже его пристрастиям при вы­боре лошадей".

Далее Стэрт рассуждает о том, зачем колесам телеги придается развал¹':

"Какой смысл в развале и чашеобраз-ности колес? К стыду своему, я дол­жен признаться, что этот вопрос мучил меня много лет даже после того, как я убедился в многочисленных преимуществах этой странной формы и в том, что колеса без развала могут не пройти и мили. Ясно, что развал нужен, но зачем? Почему колесо без него всегда выворачивается наружу, как зонтик на ветру? Почему под грузом, если он и в самом деле слишком тяжел, колесо никогда не ломается каким-нибудь дру­гим образом, а всегда одним и тем же?

Несомненно, чашеобразные колеса с развалом имеют большие достоинст­ва. Возьмем форму экипажа (в разре­зе), когда он установлен на колесах с развалом. Кузов такого экипажа в верхней части может быть шире, чем в нижней. Расширяясь, он в то же время не будет касаться колес, поэтому можно увеличить — и очень сильно — размеры поклажи, особенно легкой, например сена, а если поклажей служит плотно ук­ладывающийся материал, например на­воз или песок, то его легче сбрасывать. При другой посадке колес всего этого не добиться. Несомненно, это удобно, когда колеса сверху расставлены шире, чем снизу, где они опираются на землю.

У чашеобразных колес есть и другие преимущества. И все же, почему за них так держатся?"

На этот последний вопрос Стэрт здесь не отвечает, но в другом месте своей книги он пишет, что радиус поворота четырехколесного экипажа можно силь­но уменьшить, если сочетать развал ко­лес с сужением телеги в середине и не­большим подъемом ее передка.

Он продолжает выяснять, как он го­ворит, "истинные причины", по кото­рым нужен развал, и одно время ему кажется, что разгадка кроется в сжатии металлического обода, насаживаемого на колесо в горячем состоянии:

"Колесо все равно должно дефор­мироваться при насадке обода, так что вполне вероятно, что оно при этом может стать более выпуклым или более вогну­тым. Я долго считал, что придание ко­лесу чашеобразной формы было всего лишь подготовкой к этой последней операции, способом регулирования сжатия и сознательного использования его преимущества".

Но вряд ли чашеобразность колеса появилась по этим причинам - ведь стальные шины были изобретены сравнительно недавно.

Лишь много позже он наткнулся на правильный ответ, когда заметил, что колеса оставляют на дороге волнистый след, раскачиваясь из стороны в сторону при каждом шаге лошади.

"Нагруженный кузов телеги или по­возки, раскачиваясь в такт с шагом ло­шади, наносит колесам резкие удары то с одной, то с другой стороны. Он дви­жется из одной стороны в другую и бьет по ступицам колес. Восприняв толчок, левое колесо тотчас же переда­ет нагрузку правому, и наоборот. И так изо дня в день, в любой упряжке. На колеса действует не только вертикально направленный вес груза; им приходится также все время воспринимать усилия, приложенные к центру".

Вряд ли Стэрт отыскал все причины чашеобразности колес, а также множе­ства прочих изгибов, дуг и скруглений, из которых состоит повозка [15]. Для наших целей достаточно отметить, что форма каждой детали в повозке опре­деляется не одной, а многими причина­ми и что изделие в целом возникает в результате тонкой отладки целого с оптимальным использованием каждой его части. Заметим также, что, когда кустарь воспроизводит или изменяет какую-либо форму, он едва ли точно отдает себе отчет, почему поступает именно так, а не иначе; он знает лишь, как ему следует это сделать. Говоря о том, почему колеса имеют всегда од­ни и те же размеры, Стэрт замечает:

"По сути дела, сама необходимость определила линии повозки, которая не должна быть ни слишком высокой, ни слишком низкой; не одно поколе­ние фермеров экспериментировало, что­бы отыскать эти невидимые линии, а колесники научились заставлять каж­дую телегу катиться в соответствии с ними.

Здесь как в капле воды отразились все те условия, благодаря которым телега стала красивой — такой же кра­сивой, как скрипка или лодка. Необхо­димость определила законы построения каждой детали и десятками способов заставила добиться согласованности. Те­лежник был вынужден во всем сохра­нять верность этим законам, всегда

знать, каким требованиям должны удов­летворять колеса, оглобли, оси, ку­зов телеги, все ее детали. Нужно от­метить особый характер этих знаний. Их не найти ни в одной книге. Они не "'научны". Я не встречал никого, кто мог бы похвастать, что знает тележное производство не только эмпирически. Я сам - типичный тому пример. Я знал, что задние колеса должны быть высо­той пять футов и два дюйма, а перед­ние — четыре фута и два дюйма, что "боковины" нужно резать из четырех­дюймовой сердцевины лучшего дуба и т.д. Это я знал, и чем дальше, тем более был в этом уверен; но объяснить необходимость таких требований мне удавалось далеко не всегда. То же и большинство ремесленников. Весь свод их знаний представлял собой лишь путаную сеть деревенских предрассуд­ков, некоторые основания которых были известны в одной местности, а дру­гие - в другой и т.п. В крестьянском дворе, в пивной, на рынке все снова и снова заводился разговор о тех или иных деталях; приобретенные знания сводились воедино в деревенской куз­нице или мастерской ремесленника. Воз­чики, кузнецы, фермеры, колесники -тысячи ремесленников из века в век передавали своим детям или подмас­терьям те крупицы понимания, что им удалось собрать. Но по большей части понимание деталей было весьма туман­ам, а весь свод знаний был чем-то таинственным, частью народной мудрос­ти, он принадлежал коллективно всем людям, но ни одна отдельная личность никогда не владела им целиком".

Чтобы до конца понять, каким обра­зом этот сплав практических навыков и невежества может породить изделия, которым ученый с трудом сможет дать объяснение и в которых глаз художника уловит высокий уровень организации формы, — для этого, наверное, нужно прочесть книгу Стэрта целиком, а может быть, и самому поработать подручным ремесленника. Для наших же целей будет достаточно, если мы из приведенных цитат и иллюстрации сделаем следующие предварительные выводы о путях эво­люции кустарных промыслов:

1. Ремесленник не вычерчивает эскиз своего изделия — а часто и просто не в состоянии сделать это — и не может удов­летворительно объяснить, почему он при­нимает то или иное решение.

2. Изменение формы кустарного изделия происходит в результате бесчисленных неудач и успехов в процессе многове­кового поиска методом проб и ошибок. Этот медленный и дорогостоящий после­довательный поиск "невидимых линий" удачной конструкции может в конечном итоге привести к удивительно точно уравновешенному изделию, которое в очень высокой степени удовлетворяет нуждам потребителя.

3. Эволюция кустарных промыслов мо­жет привести и к дисгармонии в решени­ях. Примером может служить изгиб бор­тов телеги. Этот изгиб, или "излом", появился в результате стремле­ния тележника сократить радиус поворо­та и дать передней оси хоть немного больше места для отклонения до того, как переднее колесо коснется борта телеги. Дисгармоничность этого изгиба наводит на мысль о том, что эволюци­онный процесс развития данного про­мысла еще не сумел освоиться с неожи­данным изменением, которое произошло в Англии в конце XVIII в., когда тради­ционные двухколесные тележки смени­лись новыми формами в виде телеги с четырьмя колесами. В этом сказывает­ся несовершенство процесса, при кото­ром изменению каждый раз подвергает­ся лишь что-то одно, а в целом опирают­ся на ранее найденные решения даже в тех ситуациях, когда требуется полная реорганизация всей формы в целом.

4. Хранилищем всей важной информа­ции, собранной в ходе эволюции про­мысла, является в первую очередь сама форма изделия, которая остается пос­тоянной и изменяется только для ис­правления ошибок и при возникнове­нии новых потребностей. Частично ин­формация хранится в виде эталонов (профилей сечения и т.п.), а также в виде усваиваемых при обучении ремеслу фик­сированных навыков, необходимых для воспроизведения традиционной формы изделия. Можно сказать, что в этих хранилищах содержится "генетический код", необходимый для эволюции про­мысла.

5. Два класса данных, наиболее важные для современного проектирования, — форма изделия в целом и ее логические обоснования — не фиксируются в сим­волической форме, поэтому их невоз­можно исследовать и изменить без грубого экспериментирования с самим изделием. Такие эксперименты чреваты опасностью утратить равновесие и "приг-нанность", с таким трудом достигнутые в соответствующей конструкции, поэто­му к ним прибегают лишь тогда, когда методами постепенной эволюции не уда­ется удовлетворить новым требованиям.

Самым важным выводом для нас, стремящихся установить коллективный контроль над эволюцией искусственной среды, является то, что ни профессио­нальный проектировщик, ни чертежная доска, на которой можно "подогнать" друг к другу отдельные части конструк­ции, не представляют собой необходи­мых условий, без которых не могут быть созданы изделия сложной формы, приспособленные к условиям их приме­нения. Поэтому есть основания надея­ться, что наши попытки придать проек­тированию характер совместной дея­тельности многих специалистов, каждый из которых решает свою часть проблемы, увенчаются успехом (и это несмотря на то, что сейчас нам с таким трудом дается согласование действий одного специа­листа с действиями другого и с непре­рывно изменяющейся формулировкой задачи в целом).